輻照變色薄膜劑量計的制備及性能研究.pdf

1、輻射變色薄膜(Radiochromic film,簡稱RCF)是一種以有機材料為基材,在其表面涂有染料的功能薄膜。當(dāng)其受到高能射線輻照后,RCF敏感層中的染料發(fā)生反應(yīng),顏色相應(yīng)產(chǎn)生明顯的變化,這一過程不需要熱學(xué)、光學(xué)、化學(xué)或放大等其他方法做進一步處理。由于RCF光密度與劑量成一定的線性關(guān)系,因此可以通過測量RCF輻照前后的光密度變化就能得到輻照劑量,利用這一特性,可以將它制作成二維(2D)或三維(3D)固體劑量計,在醫(yī)療、工業(yè)等領(lǐng)域具有

2、廣泛的應(yīng)用價值。
　　 目前使用的常規(guī)劑量計有電流量熱劑量計、Famer電離室劑量計、熱釋光劑量計以及Fricke化學(xué)劑量計。輻照變色薄膜劑量計與這些常規(guī)劑量計相比,具有操作過程更簡易、測試更方面等優(yōu)點。它除了像常規(guī)劑量計一樣測量劑量外,還能測量輻射場中劑量二維(2D)或三維(3D)分布。
　　 本文制備了基于雙炔酸化合物為有機染料輻照變色薄膜劑量計。制取的劑量計克服了前期劑量計出現(xiàn)缺陷,優(yōu)化了制膜工藝過程,在缺少設(shè)備和

3、技術(shù)資料的情況下,依據(jù)明膠的特性,自行設(shè)計了一套制取明膠-薄膜劑量計的裝置,在制膜過程中控制原料比例、溶解溫度、溶液濃度、涂膜溫度、交聯(lián)劑以及乙醇的摻入量和干燥速度等影響成膜因素,解決了成膜工藝過程中出現(xiàn)的缺陷以及薄膜敏感度低等問題。并對本文制備的明膠-劑量計經(jīng)過γ射線輻照后的動力學(xué)特性進行了研究,其特性如下:
　　 1、本文研制的明膠-薄膜劑量計以雙炔酸化合物為有機染料、聚酯化合物為片基、明膠為膠粘劑,水為溶劑。測量劑量范圍為

4、50mGy～1Gy,可用于對γ射線輻照劑量測量。
　　 2、本文制備的明膠-薄膜劑量計在輻照前是無色透明的,在可見光區(qū)域未出現(xiàn)吸收波峰;在輻照后顏色明顯發(fā)生變化,并且顏色隨著輻照劑量的增加而逐漸變深,在可見光區(qū)域出現(xiàn)了兩個吸收波峰:位于640nm附近主吸收波峰以及590nm附近弱吸收波峰；波峰在不同劑量輻照時發(fā)生微小偏移。采用不同的分析波長,獲得的光密度響應(yīng)值差異較大；對于劑量確定時,在主吸收波峰640nm位置光密度響應(yīng)靈敏度值

5、最大。
　　 3、在劑量50mGy～1Gy范圍內(nèi),明膠.薄膜劑量計的光密度響應(yīng)與劑量近似成線性關(guān)系。
　　 4、在劑量率1mGy／s～5mGy／s范圍內(nèi),劑量率對劑量計影響進行測試,結(jié)果表明不同的劑量率對光密度響應(yīng)影響較小,在總劑量為500mGy時,各點的光密度響應(yīng)值與平均值偏差<2％。同時,單次輻照和分次對光密度響值無明顯差異,對于要獲得精確的結(jié)果則需要進行相應(yīng)的修正。
　　 5、輻照時溫度對明膠-薄膜劑量計影

6、響較大,在輻照溫度20～55℃范圍內(nèi),劑量計的光密度響應(yīng)隨著溫度升高而逐漸增大,在40～55℃溫度范圍光密度響應(yīng)增加幅度更大,溫度>60℃時,顏色開始由藍變紅。而在相對濕度20％～90％范圍,濕度對劑量計光密度響應(yīng)沒有影響。
　　 6、輻照后劑量計置于溫度25℃、相對濕度40％的避光環(huán)境中24h,明膠-薄膜劑量計固態(tài)聚合反應(yīng)基本完成,顏色已經(jīng)穩(wěn)定,可以進行測量。劑量計在輻照前后儲存于暗處可長期保存,對日光、熒光、紫外線較敏感。<